Proč disková pole?

Další přehled principů konstrukce a tržního postavení moderních diskových polí je věnován špičkovým systémům.

Od monolicity k modularitě

Je zřejmé, že špičkové úložné systémy musí poskytovat maximální výkon, škálovatelnost a dostupnost dat, stejně jako podporu pro servery s různými operačními systémy, což umožňuje jejich použití k obsluze kritických obchodních aplikací a konsolidaci úložiště v podnikovém datovém centru. Prvním takovým systémem bylo diskové pole EMC Symmetrix vydané na počátku 1990. let, které bylo původně vytvořeno pro práci se sálovými počítači, ale v dalších generacích podporovalo servery s otevřenou architekturou. Kromě různých funkcí pro ochranu před selháním lokálních polí (například RAID a zrcadlení disků) implementovala společnost EMC Symmetrix technologii SRDF pro replikaci dat mezi poli na různých místech, která zajišťuje dostupnost dat i v případě velkého selhání v hlavním datového centra a umožňuje vám vytvořit konfiguraci serverů a úložných systémů odolnou proti katastrofám. To znamenalo začátek vytváření distribuovaných úložných systémů.

Charakteristickými vlastnostmi špičkových systémů jsou vysoká škálovatelnost diskového pole (některé modely současných generací podporují více než 2 tisíce jednotek), maximální I/O výkon díky internímu ultra-vysokorychlostnímu přepínači nebo matici, použití několika desítka řadičů a duplikace hlavních komponent (tím je zajištěna absence „bodů jediné poruchy“, tj. je zaručeno, že systém bude i nadále fungovat v případě poruchy jedné komponenty), podpora široké škály serverových platforem , včetně sálových počítačů a dalších „uzavřené“ architektury (například IBM AS/400, HP AlphaServer a HP NonStop) a velký počet portů pro připojení serverů.

Ve špičkových úložných systémech se jako hlavní mechaniky používají nejspolehlivější a nejrychlejší disky třídy Enterprise (nejprve to byly pevné disky SCSI, poté byly nahrazeny disky Fibre Channel (FC) a nyní jsou postupně nahrazovány pevnými disky SAS a SSD SSD). Od poloviny minulého desetiletí začaly špičkové systémy podporovat relativně levné vysokokapacitní disky SATA. Nejznámější high-end modely se základními charakteristikami jsou uvedeny v tabulce.

Klíčové vlastnosti špičkových diskových polí

Úspěchy první generace EMC Symmetrix donutily další dodavatele vydat špičkové úložné systémy a v roce 1999 IBM Shark (aktuální IBM DS8000) a Hitachi Lightning, které HP dodávalo na základě smlouvy OEM s Hitachi jako XP (nyní aktuální generace diskových polí Hitachi se nazývá VSP a její OEM verze je HP P95000).

Všechny tři výše uvedené špičkové úložné systémy měly monolitickou architekturu – skládaly se z jedné nebo více speciálních skříní, uvnitř kterých byly instalovány řadiče polí a police na disky. Hlavní aplikací klasických špičkových polí jsou úložné systémy pro komplex sálových počítačů odolných vůči katastrofám nebo špičkové unixové servery, na kterých je nasazena aplikace kritická pro podnikání společnosti (například ERP systém velkého podniku, základní bankovní systém banky nebo fakturační systém mobilního operátora), takže i relativně krátká doba odstávky může vést k velmi významným ztrátám.

Náklady na špičkové systémy i v minimální konfiguraci (od jedné skříně s několika desítkami disků) dosahují několika stovek tisíc dolarů a cena maximální konfigurace se může blížit 10 milionům dolarů kupujících těchto systémů velkým zákazníkům, pro jejichž podnikání je životně důležité zajistit nepřetržitý provoz základních IT systémů.

Během posledního desetiletí se možnosti virtualizace u špičkových úložných systémů neustále zdokonalovaly. V roce 2004 Hitachi implementovalo do svých systémů USP (předchůdců moderních modelů VSP) možnost připojovat k poli externí disky, které se pomocí virtualizace spojují do logických svazků pole. Tato funkce byla propagována jako příležitost rozšířit (za relativně nízkou cenu) diskový prostor pole a pomocí externích disků pro ukládání sekundárních dat implementovat vrstvené úložiště pomocí jednoho pole a také prodloužit životní cyklus starších disků. pole. V praxi se však nejčastěji využívá virtualizace externích disků k migraci dat ze starého pole na nové při aktualizaci úložné platformy a pro víceúrovňové úložiště se osvědčila instalace SATA disků dovnitř pole. Zhruba od roku 2007 zavádějí výrobci špičkových systémů využívajících virtualizaci funkci dynamického přidělování diskového prostoru v poli (thin provisioning), díky kterému si aplikace mohou „rezervovat“ kapacitu z logického svazku a postupně, jako kapacitu je vyčerpán, přidejte jej na fyzické disky. Nejnovější inovací ve virtualizaci úložišť je automatický přesun dat mezi vrstvami úložišť, který je v nejnovější generaci EMC Symmetrix VMAX prováděn pomocí technologie FAST.

Charakteristickým rysem tohoto úložného systému EMC je jeho modulární konfigurace a použití standardních komponent hardwarové platformy, včetně serverových procesorů Intel Xeon a jednotek SATA. Hitachi také implementovalo modularitu do VSP (a tedy HP P9500), který vyšel rok po VMAX. Zatímco pole japonské korporace je stále založeno na specializovaném přepínači založeném na ASIC, je prvním výrobcem špičkových systémů, který zcela eliminoval použití disků a propojení založených na Fibre Channel ve prospěch rozhraní SAS a také podporuje VSP 2,5. -palcové disky. Vzhledem k tomu, že disky SAS jsou výrazně levnější než disky FC, jejich použití snížilo náklady na pole a rozhraní SAS výrazně zjednodušilo integraci vysokokapacitních disků SATA do pole. Společnost EMC navíc vydala speciální konfigurace Symmetrix VMAXe a VMAX SE zaměřené na středně velké podniky a pobočky velkých korporací, které snižují horní laťku pro škálování kapacity a nepodporují sálové počítače. Ostatní prodejci zatím tento příklad nenásledovali, ale zdá se, že trend bude zvednut, zvláště když předchůdce Hitachi VSP měl podobnou „zkrácenou“ verzi USP VM.

Seznam rozhraní pro připojení k úložným sítím, které dnes podporuje většina moderních špičkových systémů, zahrnuje slibný Fibre Channel over Ethernet (FCoE), který, jak mnoho výrobců úložných systémů doufá, v příštích letech umožní velkým podnikům kombinovat úložiště a datové sítě do jediné síťové infrastruktury (tj. vybudovat konvergovanou síť) a postupně nahradí klasický Fibre Channel.

Nové výzvy a noví hráči

Za poslední dva roky se rozšířil seznam hráčů na trhu špičkových úložišť. Společnost Fujitsu Technology Solutions Corporation (jejíž předchůdce Fujitsu Siemens byl prodejcem EMC) uvedla na evropský trh vlastní disková pole Eternus, včetně špičkového modelu Eternus DX8000. Přestože zástupci Fujitsu informovali o úspěšném zahájení prodeje vstupních modelů Eternus DX, v otevřených zdrojích zatím nebyly žádné informace o projektech dokončených v Rusku, kde byly použity starší modely této řady.

Seznam propagovaných high-end systémů se rozšířil o tři čistě modulární disková pole NetApp FAS6200, HP 3PAR P10000 a IBM XIV. Tyto systémy sice nesplňují některá kritéria, která musí splňovat klasické špičkové úložné systémy (nelze k nim například připojit sálové počítače a IBM XIV donedávna používalo pouze SATA disky), nicméně z hlediska možností škálování kapacity, jsou srovnatelné se starší třídou úložných systémů (s výjimkou stejného systému XIV, který nepodporuje více než 180 jednotek). Za zmínku stojí, že jak IBM, tak HP propagují zmíněná modulární pole, která se v jejich produktovém portfoliu objevila relativně nedávno v důsledku akvizic XIV, respektive 3PAR, jako vlajkové modely svých storage řad.

Faktem je, že systémy HP 3PAR P10000 a IBM XIV, stejně jako NetApp FAS6200, byly původně vybaveny výkonnými funkcemi virtualizace diskového prostoru, které jsou relevantní zejména v souvislosti s masovým zavedením serverové virtualizace a cloudových technologií. Hromadné přijetí virtualizace serverů vyžaduje maximální dynamickou alokaci kapacity při nasazování nových virtuálních strojů a její rychlé uvolnění po odstranění virtuálního stroje.

Pokud vezmeme v úvahu prognózy analytiků, které slibují rychlý rozvoj cloud computingu v nadcházejících letech, je jasné, proč HP a IBM změnily své priority v high-end sektoru. Například HP zatím neopustilo pokračující vývoj P9000 (XP), ale cílí tento systém především na zákazníky, kteří již používají předchozí generace těchto diskových polí a v nové řadě diskových polí HP, dřívější XP nyní přichází po 3PAR P10000. Na druhé straně IBM omezila DS8000 na zákazníky, kteří používají své sálové počítače System Z.

High-end sektor je nejkonzervativnější částí trhu úložiště, ale jak jsme viděli, v posledních dvou letech se v něm objevila nová pole a hráči. Vzhledem k agresivní snaze společnosti Dell dobýt trh úložiště můžeme předpokládat, že se tento prodejce pokusí přidat do své řady diskových polí špičkové systémy, například rozšíří škálovatelnost a funkčnost modulárních polí Compellent na úroveň špičkových systémy.

Další podrobnosti naleznete v článku „Vlajková loď diskových polí zvládají modulární architekturu“, „Nejprodávanější IT trh“, č. 3’2011.

Zdroj BYTEmag.ru má výhradní právo na dotisk tohoto materiálu. Opětovné publikování na jiných internetových zdrojích není povoleno.

Ilya Belikov, manažer rozvoje obchodu NetApp ve společnosti Netwell

Jak podnikání roste, úkoly konsolidace nesourodých systémů do jediného centra jsou stále naléhavější. Hlavním problémem konsolidace je heterogenita prostředí a aplikací. Různé aplikace běžící ve stejném podniku mohou vyžadovat různé metody připojení k datovým polím umístěným na úložných systémech.